1炼钢厂概况
首秦炼钢厂设计产能为年产260万t，产品为厚板坯，炼钢厂主要装备有：三套颗粒镁脱硫设备，三座100吨顶底复吹转炉，三座LF钢包精炼炉，一座双工位RH真空精炼炉，三台单流板坯连铸机，1#机厚×宽：150mm-250mm×1200mm-1800mm；2#机厚×宽：200mm-320mm×1500mm-2400mm；3#机厚×宽：250mm-400mm×1400mm-2400mm；2产品要求该厂生产钢种主要有普碳钢、造船用钢、管线钢、容器钢、建筑结构钢、桥梁钢、高强工程机械用钢等。随着竞争加剧和市场需要，高级别钢种所占比例越来越大，由于中厚板不仅仅对各项常规力学性能有要求，还对落锤、探伤、金相和焊接等的性能提出了严格的条件，因此主要采用低碳、低磷、低硫和低气体含量的成分设计，还对夹杂物有严格要求[1]。其中管线钢、高强船板、高强工程机械用钢、容器用钢等代表钢种要求如表1所示。3工艺路线选择一般生产中厚板坯有两条不同的工艺路线：“铁水脱硫预处理－转炉冶炼－RH炉精炼－LF炉精炼－板坯连铸”（路线1）和“铁水脱硫预处理－转炉冶炼－LF炉精炼－RH炉精炼－板坯连铸”（路线2）。由于该厂出钢过程温降大，所以在温度控制上很难采用RH-LF工艺，又由于该厂地处沿海，空气湿度大，且没有合金烘烤等装备，所以只有采用路线2才能保障精炼末期钢中的氮氢含量符合要求。4过程控制4.1碳含量控制该厂炉容小造成了精炼过程钢水温降速率较大，因此需要在LF炉大幅加热补偿热量，这又给防止增碳带来了巨大压力。品种钢开发初期，碳含量的控制难点主要为：（1）转炉出钢到LF到站增碳不稳定，平均增0.015%（最大可达0.025%），占总增碳量32%；（2）LF炉精炼过程中的增碳严重，增量可达0.027%，占总增碳量的57%；（3）连铸前三炉增碳平均为0.0047%，虽然增碳不严重，但其波动较大，最大可达0.012%，成为不可控环节。因此在开发初期，时常导致成品的碳含量超标。随着对各关键工艺技术的研究和改进，采用全流程控制增碳技术，各品种钢成品碳含量已经可以稳定的控制在内控范围内，满足了高级别钢种冶炼的要求，其中主要有：（1）加强了转炉终点钢水成分均匀性控制，使检验结果具有代表性；（2）对底吹制度、造渣制度和加热制度进行了匹配优化，使LF增碳量降低为0.015%；（3）减少出钢温降，保障LF到站温度，减小LF升温压力；（4）降低了合成渣、保温剂、中间包覆盖剂等辅料碳含量，稳定了连铸工序增碳，最大增碳量不大于0.003%；通过采用以上措施使增碳量稳定降低，工艺优化前后碳含量变化如图 1所示2硫含量控制高品质钢冶炼硫含量的控制采用全流程控制工艺[2]，主要包括铁水脱硫预处理、转炉抑制回硫和LF炉精炼深脱硫来实现的。首先对转炉钢水硫的来源进行了分析，如                      图 2所示。从中可知，转炉中硫的主要来源按组成大小依次为铁水、铁水渣、废钢、石灰和轻烧白云石等，为了减少转炉回硫，主要采取的措施有：（1）降低了入炉铁水硫含量；（2）将原以SiO2为主要成分的聚渣剂改为以CaO和MgO为主要成分的聚渣剂，保证了扒渣效果，减少了渣入炉量；（3）采用专用低硫废钢，S%≤0.006%；（4）采用低硫优质石灰和轻烧白云石。通过这些措施，使转炉回硫量由0.0041%降为0%，如所图 3所示钢水深脱硫的任务主要由LF炉完成，主要措施有：（1）出钢钢水强脱氧，将LF到站钢中铝含量提高到0.06%以上，并在精炼过程中始终保证足够的铝含量；（2）严格控制下渣量，出钢渣洗并进行顶渣改质；（3）保证处理过程中微正压控制，使渣中(FeO%+MnO%)小于1.5%；（4）优化合成渣成分，使炉渣碱度大于6-7。LF过程钢渣控制结果如表2所示。脱硫效果如图 3所示。在LF过程时硫含量已经脱至0.0010%以下，通过后续防止增硫可以保证成品硫含量满足冶炼要求S%≤0.0012%。通过以上措施，优化后工艺与原工艺相比对硫的控制能力有了很大提高，成品硫含量小于0.0015%合格率由86%提高到100%，精炼脱硫时间（精炼结束钢中S%≤0.0010%）由43min缩短为32min，为精炼周期与连铸周期的匹配工艺顺行创造了有利条件，使得低硫钢和超低硫钢得以批量生产。.3磷含量控制转炉脱磷工艺采用双渣法脱磷。主要措施有：（1）温度控制：倒第一批渣时钢水温度为1350-1400℃，拉碳时钢水温度为1630-1650℃，然后补吹升温；（2）第一批渣时碱度为2.2-2.4，吹炼终点渣的碱度为3.5-4.5之间；（3）控制渣中FeO%为18%左右；过程钢水成分如表3所示。除此之外，在出钢过程中采用AMEPA下渣检测与挡渣锥相配合，有效防止了大量下渣造成的后道工序回磷，保证了成品磷含量满足要求。4氢含量和氮含量控制氢含量控制：（1）减少合金和渣料含水量；（2）保证真空室压力小于0.04KPA；（3）真空处理时间大于12min；通过以上措施可以将氢含量控制在0.0002%以下；氮含量控制：此工艺路线在RH真空精炼时有较强的脱氮能力[3]，因此主要控制环节为RH真空结束后的保护浇注方面，软吹过程控制流量防止裸露钢水，通过采用新型钢包长水口及其密封系统，使钢包到中间包钢水增氮量小于0.0003%，成品氮含量小于0.0040%。4.5夹杂物控制通过对钢材中的夹杂物进行检验得出，对于此类钢种造成夹杂物超标的均为B类夹杂物，其留存于钢中的原因主要为未来得及上浮去除和二次氧化所形成，因此针对这一情况采取了以下措施：（1）优化了RH真空处理后的软吹工艺，使软吹流量控制在80-110L/min，时间大于15 min；（2）加强保护浇注，防止二次氧化；（3）对中间包结构进行了优化，延长了钢水停留时间，发挥其去除夹杂物能力；保证了夹杂物检验合格率达到了99%以上。5结论（1）采用工艺路线“铁水脱硫预处理－转炉冶炼－LF炉精炼－RH炉精炼－板坯连铸”成功生产了0.04%≤C%≤0.08%、S≤0.002%、P≤0.008%、N≤0.004%、H≤0.0002%的高品质板坯；（2）通过加强转炉均匀性控制、LF精炼制度优化及降低各辅料碳含量等措施使LF炉精炼过程增碳量控制在0.015%以内，连铸增碳稳定控制在0.003%以内。（3）通过铁水脱硫、转炉控制回硫及LF深脱硫可以将硫含量控制在0.0010%-0.0030%之间； （4）通过双渣法控制使磷平均含量控制在0.0066%-0.0080%；（5）通过对原辅料含水量限制和RH工艺优化以及保护浇注，使氢和氮含量分别小于0.0002%和0.004%；（6）通过改善软吹工艺、加强保护浇注及中间包结构使夹杂物合格率达到99%以上。 (来源：炼钢)  



备注：数据仅供参考，不作为投资依据。